智慧家庭 (Attentive Home) 研究群
近期研究計畫

 
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Intel-台大研發中心專案: M2M-Based Context-Aware Energy Saving System in Pervasive Environments
委託單位: Intel
執行期間: 2011- 2012
狀態: 進行中

 

In recent years, there has been renewal of interest in green technologies due to increasing energy costs. Energy saving can be achieved by means of behavioral change, technological change or organizational change. For instance, turning off an appliance that is not currently used is a behavioral change. Technological change refers to increasing energy efficiency via technical mechanisms. For example, using rechargeable batteries instead of ordinary ones and the introduction of low power consumption chips belongs to this type. Organizational change is usually realized by the enforcement of government laws and decrees.

In respect of technological change, energy saving depends on distributed monitoring and sensor measurement. M2M Infrastructure allows cost-effective integration and fast deployment of vast amount of remote devices. Hence, M2M technologies facilitate efficient sensor data collection and autonomous adaption of devices according to energy saving policies. The current approaches are mainly based on smart meters, which make energy consumption information transparent to users and help to decrease standby power of home appliances not being used. Nevertheless, energy saving policy may fail to be timely and comprehensive based on the approaches mentioned above. Moreover, these approaches pay little attention to human comfort, which is of great importance in a smart environment.

The challenges of applying M2M to achieve energy saving can be summarized as follows. First, the system must be able to deal with large amount of context data gathered by ambient devices. Second, the system needs to solve the conflicts between energy saving policies and users’ preferences. Finally, the system can reconfigure multiple devices simultaneously with little or no user intervention. As a result, this proposal suggests a set of new approaches to deal with these challenges.


工研院委託案: 雲端服務整合軟體架構設計
委託單位: 工研院資通所
執行期間: 2010- 2011
狀態: 進行中

 

本研究案主要目的為提出一個以Apache ServiceMix開放式平台為基礎之企業服務匯流技術(Enterprise Service Bus, ESB)架構,設計雲端服務整合平台。其中包含參考Java Business Integration (JBI), Open Service Gateway Initiative (OSGi)整合介面設計雲端服務元件化技術、利用Message Queue (MQ), Apache Camel設計雲端服務間訊息交換與遞送技術、結合BPEL, BPEL4WS設計雲端服務流程執行引擎,以及整合Spring/Struts/Hibernate架構規劃與設計雲端服務入口網站。


國科會民生系統之節能技術研發-子題3 - 家用智慧節能監控人機界面研究開發
委託單位: 國科會
執行期間: 2009- 2012
狀態: 進行中

 

面對高油價社會與全球暖化的等問題,節能將為未來智慧家庭生活的重要趨勢。根據內政部主計處的資料,從1995年至2004年,台灣平均每人每月用電量從105.2度增為136.8度,增加了30%。在智慧家庭中,冷氣與空調經常佔總電費支出的一半以上,根據統計,使用空調每使溫度下降一度,能源就多了3%-4%的損耗。事實上人類對氣溫的舒適感受,不見得只和氣溫讀值相關,隨者從事的活動、空間內人數多少,甚至於不同人之間對氣溫的舒適感受也有所不同。在2007年工研院與麥當勞聯手推動的「連鎖業節能技術」對此現象進行了初步的實驗,透過自動化的監控設備,由考量顧客數量、時段、由人工遠端控制空調系統,半年後為其達成了最高15.3%的省電效益。

在節能的應用上,無線感測網路可以更充分地掌控環境的資訊與能源的使用。無線感測網路易佈建、低耗能、小型化以及通訊標準化的特性,非常適合輔助智慧家庭環境與能源監控之任務。 透過無線感測網路配合適當的感測器佈建,可從感測資訊中配合人工智慧推論機制來推論環境與人員的進一步狀態。因此,若是智慧家庭可以偵測環境狀態並同時辨識並居家成員的行為,冀能在節能與舒適上找到平衡點。此外,透過智慧家庭系統亦可直接學習居家成員的用電喜好,藉此系統可以在適當的時間提供貼心的用電服務,或是提供適切的省電提醒。將上述的用電資料與活動等資訊長期紀錄下來,可透過事後的分析來瞭解居家成員活動與用電的相關性,可藉此進一步改善用電的習慣。


結合雲端運算之日常活動辨識與服務推論技術
委託單位: 工研院資通所
執行期間: 2010.1- 2010.12
狀態: 已結案

 

近年來,提升智慧家庭的舒適度逐漸受到各國研究人員所重視,因此,如何透過活動辨識的結果來啟動貼心服務乃成為一重要的研究議題,並可藉此提升舒適度。所以,活動辨識的準確性將攸關居家服務提供的品質。另外,居家環境與一般實驗室截然不同,使用者在家裡傾向不要隨身攜帶任何感測裝置,因此將無線感測器佈建在現有居家環境中來進行相關資訊的收集也漸漸成為一趨勢,如此可較自然地從中判讀居民的各項重要資訊。以居家照護為例,在人力與資源上的消耗往往非常可觀,若能有效的對室溫、溼度與病患體溫、血壓以及活動等進行監控,透過舒適度評估來自動對環境進行調整,並搭配遠距健康照護,不僅可降低所需的人力與資源,還可以提升醫療照護品質。 由於居家環境與居民背景的特異性,一般需要專業人員先進行感測器佈建並透過初步資訊收集來建立的活動辨識系統,一旦活動辨識模型建立完成,系統上線後便能透過辨識結果來啟動居家服務。此方法一開始或許可以運作正常,但是,由於一開始所收集的資訊多半不足,加上居家環境可能會隨時間發生變遷,因此會導致後續服務提供發生錯誤,並降低居民對系統的不信任感。因此,一個好的活動辨識系統需要持續不斷地收集感測資料來更新辨識模型,更可透過長期且大量的資料收集來改善辨識系統的運作效能。

本計畫擬將沿用FY98的平台架構,但採用雲端運算技術將感測資料上傳至雲端,透過雲端技術的優勢,可以有效進行大量資料的分散處理、長期模式分析以及大量資訊儲存與維護,有效降低居家端處理、維護以及儲存之成本,因此可不需要額外採購大量儲存與運算設備即可善用大量感測資訊。家庭端的推論部分亦可透過雲端所歸結的辨識結果來修正現有辨識模型,以維持活動辨識以及服務提供的效能並藉此改善居民對智慧家庭的親身體驗以及系統的實用性。


活化術後老人身心功能之優質照護環境 - 智慧型照護環境分項
委託單位: 國科會
執行期間: 2008.11- 2011.10
狀態: 進行中

 
本計畫將腹部術後之六十五歲以上老人列為主要照護對象,結合來自電機工程、資訊科技、醫療、護理與心理各領域之專家,針對日常生活、 認知和營養三個老人容易在術後發生功能下降的項目,從醫院病房至病友住家,提出相關的預防、偵測、介入和評量方法。我們將在環境中 架構無線網路與資訊服務平台,為照護對象提供諸如生理狀態與活動監測、自動環境調節等生活服務;我們也會透過多媒體技術,以輕鬆有趣的方式, 進行現實定向、懷舊治療、人際網絡建立等在醫學上已確認對減緩認知功能退化有助益的介入措施,相關的多媒體內容將以個人化的方式加以呈現; 我們也將開發一照護機器人,其輔助行走之功能可避免老人因制動(immobilization)而引發功能下降,此外,該機器人也扮演陪伴者的角色,為照護對象 提供心靈層面的寄託;而為術後老人特別設計的水杯和牙刷,則可減少因脫水和口腔衛生而衍生之營養問題。計畫中之醫療、護理與心理專家將評估老人 在接受腹部手術後功能變化之情況,以檢驗出可治療因素,擬定有效之治療與控制方法,並選擇適用之方法透過資訊技術展現在照護環境中。 相關技術開發完成後,我們也會經由臨床測試,以專業的生、心理評量方式,來檢核計畫之成果。 我們期許本計畫之研究成果一方面將有助於術後老人在康復過程中建立並維持其生活獨立性及尊嚴,另一方面也增加他們思考和接觸社會的機會 ,有效減緩身心狀態因年老和手術退化的情形,讓他們能以積極正面的態度面對未來。

智慧生活科技區域整合中心計畫
委託單位: 國科會
執行期間: 2008.2- 2012.1
狀態: 進行中

 
資通訊科技的快速進展,不僅在總體的社會層面產生革命性的變革,將人類文明帶入資訊社會的新紀元,也在微觀的個人生活層面產生重大的衝擊。 如何應用資通訊科技降低少子化及高齡化社會變遷趨勢所帶來的衝擊、減輕全球環境變遷與能源短缺之壓力,已成為全球智慧生活科技研發與應用之重點。 有鑑於此,本中心以智慧住家為主題,提出「智慧生活科技人文議題」、「智慧呵護科技」、「居家醫療照護」、「能源與永續環境」及「無線感測網路」五大研發主軸,規劃未來五年的研發藍圖。 此五大研發主軸以「智慧生活空間科技」、「無線感測器網路技術前瞻研究」、「前瞻工程科技之未來產品概念設計」三個整合型計劃現階段之研發成果為基礎, 整合產、官、學、研、民間團體及國際合作夥伴等不同層次的研發單位,呈現與展演智慧生活科技於「家」的未來情境。 大部分成功的整合與創新企業經營實例,皆具有強大的核心研發能量,本中心亦以此想法為基礎,以堅強的核心研發能力配合外部創意與中心運作機制,共創智慧生活新貌。

以GLIF技術為基礎的智慧型居家健康照護管理平台
委託單位: 工研院資通所
執行期間: 2009.1- 2009.12
狀態: 已結案

 
近年來,我國經濟發展迅速,生活與教育水準提昇,醫療保健普及,但老年人口也急遽增加,根據統計,我國在2020年老年人口將高達14%, 人口老化速率僅次於日本,為全球第二。上述情況將對於政府的全民健保及照護老年人的子女生活造成極大負擔。 我們預期將來Smart home與Telecare相關應用與服務也將蓬勃發展,從生活起居、健康關懷到居家安全,發展整合式居家照護服務網絡, 將是未來相當受期待之技術領域。目前大部份商品化的居家照護服務應用侷限於生理資訊的量測及上傳,實質上只能間接達成「照護服務」的功能。 為建立更優質的居家健康照護環境,本研究計畫擬將GLIF(GuideLine Interchange Format) 醫療照護指引標準應用於居家健康照護環境, 著眼於將專業照護人員的知識與居家環境感測器、裝置及網路的整合,研發Home-care Guideline Execution Engine(H-GLEE)技術,並以此Engine為核心, 建置「智慧型居家健康照護管理平台」,在此平台上可發展與佈署各式居家照護服務之元件及場景(Scenario),藉以對於H-GLEE的功能進行驗證及改善。

結合無線感測網路與Web Services前瞻技術之研究
委託單位: 中華電信研究所
執行期間: 2008.4- 2009.4
狀態: 已結案

 
本委託研究案的主要目的為基於OGC Sensor Web Enablement (SWE) Web 服務架構提供未來智慧型家庭一個無線感測網路應用平台, 並透過Web 軟體介面提供無線感應網路系統在管理、控制、資料存取等功能。本研究案將著重於透過SWE將智慧型家庭中的無線感測網路所得的資訊與外界 進行分享及整合,並提供數個示範的應用情境。經由本計畫所發展的技術,電信業者可將服務範圍更進一步延伸到使用者的居家生活, 藉由原本具有的電信及網路平台整合優勢,提供消費者更多居家生活服務。

智慧型居家照護決策平台
委託單位: 工研院醫材所
執行期間: 2008.4- 2009.2
狀態: 已結案

 
本委託研究案目的為結合GLIF與智慧家庭整合平台,提供最佳的照護服務。醫護專家首先透過SMI(Stanford Medical Informatics)開發的Protege平台, 依照護者習慣背景與疾病特徵彼此之間的關係,建立符合GLIF之醫療指引。在受照護者的家庭中將裝設具情境感知與推論能力的整合平台, 根據家感測器所偵測到照護者的生理資訊和習慣以及周圍環境因素,經過整合後的資訊,做出適當的照護與警訊; 此外,智慧家庭整合平台透過監控系統蒐集執行指引後的行為回饋至醫療人員,可有效幫助醫療人員隨時進行監控與追蹤照護者的健康狀態, 危急時,第一時間利用傳訊系統傳送簡訊通知相關單位。智慧家庭整合平台能有效的減少照護者負擔與降低突發事件產生,提昇家庭照護品質。

國科會跨領域整合研究計畫-子計畫1
委託單位: 國科會
執行期間: 2006- 2009
狀態: 已結案

 
「房屋」做為個人與家庭的居所,所能提供的意義不僅僅在於遮風避雨之物理性功能,更重要的,是滿足被庇護的心理需求與舒適感。 儘管目前的科技已經能夠提供相當便利多樣的功能,但其對於人性的支援還不夠。建立「智慧呵護屋」的目的,即在於在「家」這個環境中, 提供預先、主動式的電腦科技,以滿足人類生理、情緒與思考的需求,達到最大的「舒適感」。

國科會專題研究計畫 - 無線感測網路
子計畫6: 無線感測網路之示範應用
委託單位: 國科會
執行期間: 2006 - 2009
狀態: 已結案

 
本計畫從居家智慧生活、生理訊號監測與橋樑結構安全等三個子題來探討無線感測網路的示範應用情境。 首先我們擬定無線感測網路的應用情境,從無線感測網路的相關應用領域進行文獻瀏覽及討論,找出適合 無線感測網路應用的相關情境, 並設計出各項相對應的細節。接下來進行無線感測網路應用情境的實現與 調整: 購置市面上的無線感測網路產品以實作上述情境,確認情境的可行性及各項細節, 並因應可能的變 化及實際應用上的困難與不便之處,對應用情境作適當的調整。
                                                                                                                                                                                                                                   

 
 
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